管壳式换热器,换热器分为哪几种？

换热器按传热方式的不同可分为混合式、蓄热式和间壁式三类。 混合式换热器是通过冷、热流体的直接接触、混合进行热量交换的换热器，又称接触式换热器。由于两流体混合换热后必须及时分离，这类换热器适合于气、液两流体之间的换热。例如，化工厂和发电厂所用的凉水塔中，热水由上往下喷淋，而冷空气自下而上吸入，在填充物的水膜表面或飞沫及水滴表面，热水和冷空气相互接触进行换热，热水被冷却，冷空气被加热，然后依靠两流体本身的密度差得以及时分离。 蓄热式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体(填料)表面，从而进行热量交换的换热器，如炼焦炉下方预热空气的蓄热室。这类换热器主要用于回收和利用高温废气的热量。以回收冷量为目的的同类设备称蓄冷器，多用于空气分离装置中。 间壁式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换的换热器，因此又称表面式换热器，这类换热器应用最广。 间壁式换热器根据传热面的结构不同可分为管式、板面式和其他型式。管式换热器以管子表面作为传热面，包括蛇管式换热器、套管式换热器和管壳式换热器等；板面式换热器以板面作为传热面，包括板式换热器、螺旋板换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板换热器等；其他型式换热器是为满足某些特殊要求而设计的换热器，如刮面式换热器、转盘式换热器和空气冷却器等。 换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。顺流时，入口处两流体的温差最大，并沿传热表面逐渐减小，至出口处温差为最小。逆流时，沿传热表面两流体的温差分布较均匀。在冷、热流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，以逆流的平均温差最大顺流最小。

管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)又称壳管式换热器。 是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结 构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在 高温、高压下使用，LWH螺纹管换热器是目前应用最广的类型。

LWH螺纹管换热器是一种成熟的强化传热高效换热设备，为方便用户选 用，特按热负荷设计本系列产品。该产品内部的换热管内外壁呈螺旋形波 纹结构。冷热流体流经换热管内外管壁时，原理管壁部分保持原有的流动 状态，靠近管壁部分呈速度和大小不断改变的螺旋运动，此部分螺旋运动 流体同时改变远离管壁的流体的流动状态，两者相互作用，在管内外形成 强烈的湍流。这种换热器广泛应用于石油化工、建材、小区供暖、集中供 热、热电等领域。

氟塑料管壳式换热器优势，主要体现在：1.具有很好的耐腐蚀性能：氟塑料的化学性能极稳定，抗蚀性能尤好，几乎不与任何酸碱性物质反应。2.抗污性好、不易结垢：由于氟塑料管的惰性、表面光滑性、适度挠性和高膨胀系数，使其传热面很难结垢，大大减少了设备维修次数，保证了相对稳定的传热系数和生产的长期运行。 使用时若微有震动，则较之不易结垢。3.传热性能好：由于管壳式换热器采用的是薄壁管，壁厚仅有0.6mm、0.8mm等等尺寸，所以克服了氟塑料导热系数低的缺点，使其总传热系数可达150-300（W/m²K）。4.运输便利：氟塑料管壳式换热器体积小，重量轻，结构紧凑，安装运输更方便； 5. 非标设计：挠性的氟塑料管能在流体的冲击和振动中安全工作，管束可按需要盘绕制成各种形状。6.寿命长久，综合成本低 ：氟塑料管壳式换热器寿命长达8~10年，成本回收只需1~2年，设备寿命长、综合成本低，具有较长时间的创益期。

管壳式换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。 用途： 适用于电镀、电解、磷化、除油、酸洗、化学镀镍磷、阳极氧化、铝泊、冶炼、电子、化工、医药、食品等行业中的液相加热、冷却、蒸发、浓缩等。 构成：管壳式换热器由管箱、壳体、管束等主要元件构成。管束是管壳式换热器的核心，其中换热管作为导热元件，决定换热器的热力性能。另一个对换热器热力性能有较大影响的基本元件是折流板（或折流杆）。管箱和壳体主要决定管壳式换热器的承压能力及操作运行的安全可靠性。工作原理：管壳式换热器属于间壁式换热器，其换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热工艺目的。 类型：管壳式换热器由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，管壳式换热器可分为以下几种主要类型： 1）固定管板换热器 结构：管束连接在管板上，管板与壳体相焊。 优点：结构简单紧促，能承受较高压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时方便堵管或更换。排管数比U形管换热器多。 缺点：管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体和管束中将产生较大热应力，为此应需要设置柔性元件（如膨胀节）。不能抽芯无法进行机械清洗。不能更换管束，维修成本较高。 适用范围：壳程侧介质清洁不易结垢，不能进行清洗，管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。 2）浮头换热器 结构：两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，称为浮头。浮头由浮头管板，钩圈和浮头盖组成，是可拆连接，管束可从壳体中抽出。管束与壳体的热变形互不约束，不会产生热应力。 优点：可抽式管束，当换热管为正方形或转角正方形排列时，管束可抽出进行机械清洗，适用于易结垢及堵塞的工况。一端可自由浮动，无需考虑温差应力，可用于大温差场合。 缺点：结构复杂，造价高，设备笨重，材料消耗大。浮头端结构复杂影响排管数。浮头密封面在操作时，易产生内漏。 适用范围：适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。浮头换热器在炼油行业或乙烯行业中应用较多，由于内浮头结构限制了使用压力和温度一般情况Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。 3）U形管换热器 结构：只有一块管板，管束由多跟?U?形管组成，管的两端固定在同一块管板上，换热管可以自由伸缩。 优点：以?U?形管尾部的自由浮动解决了温差应力的问题。结构简单，价格便宜，承压能力强。 缺点：由于受管弯曲半径的限制，布管较少。壳程流体易形成短路。坏一根U形管相当于两根管，报废率较高。 适用范围：是换热器中唯一可用于高温，高压，高温差的换热器。适用于管壳壁温差较大或壳程介质结垢需要清洗，又不适宜采用浮头式和固定管板的场合。 4）填料函式换热器 结构：特点与浮头式相似。浮头部分在壳体外，在浮头与壳体的滑动接触面处采用填料函密封结构。 优点：由于采用填料函密封结构，使得管束在壳体内可以自由伸缩，避免了热应力。加工制造方便，节省材料，造价低，由于可抽芯，维修方便。 缺点：填料处易产生泄露。 适用范围：一般适用于2.5MPa以下的工作条件且不能用于易挥发，易燃易爆，有毒及贵重介质的工况。使用温度受限于填料的物性。目前使用较少。